DE3111225C2

DE3111225C2 -

Info

Publication number: DE3111225C2
Application number: DE3111225A
Authority: DE
Inventors: Johan Dipl.-Ing. Siuntio Fi Gullichsen; Jaakko Dipl.-Ing. Karhula Fi Kujala; Toivo Hamina Fi Niskanen; Voitto Karhula Fi Reponen; Esko Dr.-Ing. Karlstad Se Haerkoenen
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1981-03-21
Publication date: 1989-02-16
Also published as: BR8102079A; DE3153358C2; ATA147481A; DE3111225A1; NO811176L; SU1326181A3; JPS577208A; FR2479870A1; AT376720B; NO154216C; SE441981B; FI67591C; SE8102118L; FI810795L; JPS607923B2; SE9000977D0; SE9000977L; FR2479870B1; CA1158570A; NO154216B

Description

Aus der CH-PS 5 71 655 ist eine Anordnung bekannt, die eine Zentrifugalpumpe zur Förderung von stark gas haltigen Flüssigkeiten, insbesondere für emulgierte Fermentationsmedien, zum Gegenstand hat. Einlaufseitig der Rotorplatte weist der Rotor eine weitere, die an kommende Strömung radial nach außen umlenkende toroidale Wandung auf, die in eine sich gegen den Einlaß erstrec kende Nabe des Rotors übergeht. In dieser Wandung sind u.a. nahe an der Nabe Öffnungen vorgesehen, durch die das durch die Zentrifugalwirkung abgeschiedene und einen achsnahen Gaskern bildende Gas hindurchtritt, um dann zu der Rotorplatte zu gelangen und durch deren Öffnung in die Gassammelkammer überzutreten.From CH-PS 5 71 655 an arrangement is known a centrifugal pump for pumping strong gas containing liquids, especially for emulsified Fermentation media. Inlet side of the rotor plate, the rotor instructs another that incoming flow radially deflecting toroidal Wall that stretches into one against the inlet kende hub of the rotor passes over. Are in this wall i.a. Openings are provided close to the hub through which that separated by the centrifugal effect and one Gas forming near the axis of the gas core then passes through to reach the rotor plate and through its opening in to cross the gas collection chamber.

Die Erfindung befaßt sich mit Flüssigkeiten beson derer Art, für die die aus der CH-PS 5 71 655 bekannte Anordnung nicht geeignet ist. Es geht nämlich um die Entgasung von hochkonsistenten Fasersuspensionen mit einem Feststoffanteil von beispielsweise 8 bis 12%, ins besondere von derartiger Pulpe zur Herstellung von Papier. The invention is particularly concerned with liquids of the kind for which the known from CH-PS 5 71 655 Arrangement is not suitable. It is about the Degassing of highly consistent fiber suspensions with a solids content of, for example, 8 to 12%, ins particular of such pulp for the production of paper.

Derartig hochkonsistente Fasersuspensionen haben eine starke Neigung zur Bildung von Fasernetzwerken, die die Öffnungen in der einlaufseitigen Wandung des Rotors der Zentrifugalpumpe nach der CH-PS 5 71 655 sofort verstopfen, so daß die gewünschte Gasabscheidung bei einem solchen Fördergut nicht mehr stattfinden kann.Such highly consistent fiber suspensions have one strong tendency to form fiber networks that the Openings in the inlet-side wall of the rotor Block the centrifugal pump according to CH-PS 5 71 655 immediately, so that the desired gas separation at such Material can no longer take place.

Hochkonsistente Fasersuspensionen werden häufig in sogenannten Pulpekesseln zwischengelagert, aus denen sie bei Bedarf abgezogen werden.Highly consistent fiber suspensions are often used in so-called pulp kettles, from which they are stored be subtracted if necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels deren hochkonsistente Fasersuspensionen unter gleichzeitiger Entgasung aus einem Pulpekessel abziehbar sind.The invention has for its object a To create device by means of its highly consistent Fiber suspensions with simultaneous degassing from one Pulp kettles are removable.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 wieder gegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the in claim 1 again given invention solved.

Da die hochkonsistente Fasersuspension hierbei nicht durch Lochungen hindurchtreten muß, an denen die Faser suspension vorbeiströmt, besteht keine Verstopfungsgefahr. Das Gas wird aus der durch die Drehung in der Rotorkammer im wesentlichen einen Kreisringquerschnitt annehmenden Fasersuspension herausgedrückt und sammelt sich in dem Zentrum, welches erfindungsgemäß offen ist und somit einen behinderungsfreien Abströmungsweg für das Gas bildet. Es hat sich gezeigt, daß durch diese mit einfachsten Mitteln realisierbare Ausbildung eine wirkungsvolle Entgasung auch von Pulpen mit sehr hohem Feststoffanteil möglich ist, die sonst nur schwer zu handhaben sind.Because the highly consistent fiber suspension is not must pass through perforations where the fiber If the suspension flows past, there is no risk of clogging. The gas is generated by the rotation in the rotor chamber essentially assuming a circular cross-section Fiber suspension is pressed out and collects in the Center, which is open according to the invention and thus a unobstructed flow path for the gas forms. It has been shown to be through the simplest of means feasible training an effective degassing too of pulps with a very high solids content is possible are otherwise difficult to handle.

Daß ein gebildeter Gaskern aus dem Zentrum einer in Drehung versetzten Fasersuspension entfernt werden soll, ist an sich an verschiedenen, von der Anordnung der Erfindung abweichenden Konstruktionen von Zentrifugalpumpen bekannt. That a formed gas core from the center of one in Rotation-displaced fiber suspension is to be removed, is in itself different from the arrangement of the invention deviating constructions of centrifugal pumps are known.

Die US-PS 35 97 904 zeigt eine Zentrifugalpumpe, bei der sich in die Rotorkammer von der Einlaufseite her ein Ent gasungsrohr hineinerstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist der Raum zwischen den die Drehung der Fasersuspension in der Rotorkammer bewirkenden Rotorblättern zwar frei gelassen, doch füllt den freien Raum das Entgasungsrohr aus, wodurch die Strömungsverhältnisse gestört, Turbulenzen an der Außenseite des Rohrs und damit eine erneute Ver mischung von Gas und Flüssigkeit gefördert und schließlich der Strömungsweg für das Gas an der Stelle seines Austritts aus der Flüssigkeit verbarrikadiert werden. Die Wirksam keit der Anordnung nach der US-PS 35 97 904 kann jedenfalls bei Fasersuspensionen hoher Dichte mit der der Erfindung nicht verglichen werden. Auch die US-PS 33 23 465 zeigt eine Zentrifugalpumpe, deren Bauart von der der Erfindung ab weicht und die auch nur für Flüssigkeiten allgemeiner Art bestimmt ist. Auch hierbei ist davon die Rede, daß das Gas mittels einer Entgasungsleitung entfernt werden muß, bevor die Flüssigkeit in die eigentliche Zentrifugalpumpe eintritt. Ebenso ist auch hierbei das Zentrum des Rotors offen. Es ist jedoch nichts darüber ausgesagt, wo die als zweckmäßig hingestellte Entgasungsleitung angebracht werden soll, und erst recht nichts darüber, daß und in welcher Weise das offene Zentrum mit der Entgasungsfunktion in Zusammenhang stehen sollte. Die SE-PS 3 63 363 zeigt eine für Faser suspensionen der Papierherstellung bestimmte Zentrifugal pumpe, bei der in ähnlicher Weise wie bei der US-PS 35 97 904 ein Entgasungsrohr von der Einlaßseite in den Rotor hinein greift. Auch hierbei ist das an sich freie Zentrum des Rotors durch das Entgasungsrohr versperrt und im Sinne der Erfindung nicht offen. The US-PS 35 97 904 shows a centrifugal pump in the an ent in the rotor chamber from the inlet side Extending the gas pipe. In this embodiment is the space between which the rotation of the fiber suspension in the rotor chamber causing rotor blades freely left, but the free space fills the degassing pipe out, which disturbs the flow conditions, turbulence on the outside of the tube and thus a new Ver mixing of gas and liquid promoted and finally the flow path for the gas at the point of its exit barricaded from the liquid. The effective speed of the arrangement according to US-PS 35 97 904 can in any case in fiber suspensions of high density with that of the invention not be compared. The US-PS 33 23 465 shows one Centrifugal pump, the type of which depends on that of the invention gives way and only for liquids of a general kind is determined. Here, too, there is talk of the gas must be removed by means of a degassing line before the liquid enters the actual centrifugal pump. The center of the rotor is also open here. It however, nothing is said about where that is considered appropriate placed degassing line is to be attached, and Certainly nothing about that and in what way open center related to the degassing function should stand. SE-PS 3 63 363 shows one for fiber suspensions of papermaking certain centrifugal pump, in a manner similar to that in US Pat. No. 3,597,904 a degassing pipe from the inlet side into the rotor takes hold. Here too the center of the rotor is free blocked by the degassing pipe and in the sense of the invention not open.

In der bevorzugten Anwendungsweise wird die er findungsgemäße Gasabscheidevorrichtung wie bei den Aus führungsformen des Standes der Technik in eine Zentrifugal pumpenanordnung integriert, so daß das Gas in dem möglichen Umfang bereits abgeschieden ist, wenn die Fasersuspension die eigentlichen Pumpenflügel erreicht. Die Abscheidevor richtung kann jedoch auch ohne Pumpe angewandt werden, wenn der zur Verfügung stehende Druckunterschied aus anderen Gründen hinreichend ist, um die Fasersuspension längs der Rotorkammer zu bewegen.In the preferred mode of application, it is the inventive gas separation device as in the Aus management forms of the prior art in a centrifugal integrated pump arrangement so that the gas in the possible Extent is already deposited when the fiber suspension reached the actual pump blades. The separation before direction can also be used without a pump if the available pressure difference from others It is sufficient to run the fiber suspension along the To move the rotor chamber.

Eine in Betracht kommende konstruktive Möglichkeit, den Erfindungsgedanken zu realisieren, ist in Anspruch 2 wiedergegeben. Das offene Zentrum ist hierbei durch das Innere des mit Öffnungen versehenen rohrförmigen Teils ge geben. Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergibt eine verein fachte Ausbildung des Rotors, insofern einheitliche Rotor blätter vorhanden sind, die in ihrem schmäleren Teil die erfindungsgemäße Drehung der Fasersuspension bewirken und in ihrem breiteren Teil die Pumpenflügel darstellen.A possible constructive option To implement the inventive idea is in claim 2 reproduced. The open center is here through the Interior of the apertured tubular member give. The embodiment according to claim 3 results in an association fold design of the rotor, in this respect uniform rotor leaves are present, which in their narrower part the effect rotation of the fiber suspension according to the invention and represent the pump blades in their wider part.

Das Merkmal des Anspruchs 4 kann dazu dienen, die Gas sammelkammer von in Gestalt von Nebel oder Schaum miteinge rissenen Flüssigkeitsanteilen zu entleeren.The feature of claim 4 can serve the gas collecting chamber in the form of fog or foam empty cracked liquid parts.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the Invention shown schematically.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs der Achse durch eine erste Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 shows a section along the axis through a first embodiment of the invention;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 2 is a section along the line AA in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line BB in Fig. 1st

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Abscheideanordnung weist ein Gehäuse mit einer Rotorkammer 2 und einer sich an diese anschließenden Gassammelkammer 3 auf. Zwischen der Rotorkammer 2 und der Gassammelkammer 3 ist eine Trennwand 4 mit einer zentralen Öffnung 5 vorgesehen, durch welche die Rotorkammer 2 und die Gassammelkammer 3 Verbindung haben. Das Gehäuse 1 ist mit einem Einlaß 6, durch welchen die Fasersuspension in die Rotorkammer 2 einströmt, und mit einem Auslaß 7 versehen. Die Gassammelkammer 3 besitzt einen Gasauslaß 8. Die Rotorkammer 2 enthält einen Rotor 10 mit Rotorblättern 9. Der Rotor 10 weist einen rohrförmigen in neren Teil 11 mit den an ihm angebrachten Rotorblättern 9 und Öffnungen 12 auf. Das obere Ende des inneren Teils 11 ist mit Hilfe einer konischen Kappe 13 geschlossen. An dem anderen Ende des Rotors 10 ist quer zur Rotorachse 20 eine Rotorplatte 14 mit Öffnungen 15 vorgesehen. Die Rotorplatte 14 ist mit Hilfe von nicht näher beschriebenen Mitteln an der Rotorwelle 17 angebracht, die in dem Lagergehäuse 16 gelagert ist. In der Gassammelkammer 3 sind an der Rotor welle 17 Rotorblätter 18 angebracht. Die Rotorwelle 17 wird durch ebenfalls nicht wiedergegebene Mittel angetrieben.The separation arrangement shown in FIGS . 1 to 3 has a housing with a rotor chamber 2 and a gas collection chamber 3 adjoining this. A partition 4 with a central opening 5 is provided between the rotor chamber 2 and the gas collection chamber 3 , through which the rotor chamber 2 and the gas collection chamber 3 have a connection. The housing 1 is provided with an inlet 6 , through which the fiber suspension flows into the rotor chamber 2 , and with an outlet 7 . The gas collection chamber 3 has a gas outlet 8 . The rotor chamber 2 contains a rotor 10 with rotor blades 9 . The rotor 10 has a tubular inner part 11 with the rotor blades 9 and openings 12 attached to it. The upper end of the inner part 11 is closed by means of a conical cap 13 . At the other end of the rotor 10 , a rotor plate 14 with openings 15 is provided transversely to the rotor axis 20 . The rotor plate 14 is attached to the rotor shaft 17 , which is mounted in the bearing housing 16 , by means not described in detail. In the gas collection chamber 3 17 rotor blades 18 are attached to the rotor shaft. The rotor shaft 17 is driven by means which are also not shown.

Die ganze Vorrichtung ist in der aus Fig. 1 ersicht lichen Weise am Boden eines Behälters 19, zum Beispiel eines Pulpekessels, angebracht, so daß der Rotor 10 sich zum Teil innenseitig des Behälters 19 befindet. Infolge der Drehung des Rotors 10 wird die in seiner Nachbarschaft befindliche Pulpe durchwirbelt und fluidisiert und strömt durch den Einlaß 6 in die Rotorkammer 2. Dort bewirkt der Rotor 10 eine Drehung der Pulpe und eine Trennung des in der Pulpe vorhandenen Gases von der Flüssigkeit, so daß sich ein zentraler Gaskern bildet, der von der Flüssigkeit umschlossen ist. Das Gas kann durch die Öffnungen 12, 15 und 5 in die Gassammelkammer 3 gelangen und daraus durch den Gasauslaß 8 abgeführt werden. Die von dem Gas befreite Pulpe tritt an dem Auslaß 7 aus. Die Rotorflügel 18 in der Gassammelkammer 3 sollen Flüssigkeit bzw. Pulpe ent fernen, die in die Gassammelkammer 3 insbesondere während eines Stillstandes der Anordnung eingetreten sind.The entire device is in the ersicht from Fig. 1 Lich manner on the bottom of a container 19 , for example a pulp boiler, so that the rotor 10 is located partially inside the container 19 . As a result of the rotation of the rotor 10 , the pulp located in its vicinity is swirled and fluidized and flows through the inlet 6 into the rotor chamber 2 . There, the rotor 10 rotates the pulp and separates the gas present in the pulp from the liquid, so that a central gas core is formed, which is enclosed by the liquid. The gas can pass through the openings 12 , 15 and 5 into the gas collection chamber 3 and be discharged therefrom through the gas outlet 8 . The pulp freed from the gas emerges at the outlet 7 . The rotor blades 18 in the gas collection chamber 3 are intended to remove liquid or pulp which have entered the gas collection chamber 3, in particular during a standstill of the arrangement.

Der Rotor 10 umfaßt einen ersten Teil auf der Einlaß seite, in welchem der radiale Abstand der äußeren Kanten 28 der Blätter 9 A zur Rotorachse 20 kleiner ist als in einem zweiten Teil auf der Seite des Auslasses 7, in wel chem also der radiale Abstand der äußeren Kanten 29 der Blätter 9 B von der Rotorachse 20 größer ist. Im Bereich des ersten Teils des Rotors 10 bewegt sich die Pulpe be vorzugt in Achsrichtung, im Bereich des zweiten Teils im wesentlichen in radialer Richtung.The rotor 10 comprises a first part on the inlet side, in which the radial distance of the outer edges 28 of the blades 9 A to the rotor axis 20 is smaller than in a second part on the side of the outlet 7 , in which the radial distance of the chem outer edges 29 of the blades 9 B from the rotor axis 20 is larger. In the area of the first part of the rotor 10 , the pulp preferably moves in the axial direction, in the area of the second part essentially in the radial direction.

Claims

1. Device for separating gas from a highly consistent fiber suspension, in particular in a centrifugal pump,
with a housing ( 1 ),
with a rotor chamber ( 2 ) formed in the housing ( 1 ) with an inlet ( 6 ) and an outlet ( 7 ) for the fiber suspension,
with a rotor ( 10 ) which is arranged in the rotor chamber ( 2 ) and is provided with rotor blades ( 9 ) and is open in the middle, by means of which the fiber suspension in the rotor chamber ( 2 ) can be set in rotation and on the one opposite the inlet ( 6 ) Side comprises a rotor plate ( 14 ) arranged transversely to the rotor axis ( 20 ),
with at least one opening ( 15 ) in the rotor plate ( 14 ) close to the rotor axis ( 20 ) through which the gas separated from the fiber suspension can pass,
with one of the rotor chamber (2) adjacent to this divided by a partition (4) gas collecting chamber (3) with a central opening (5) through which the gas from the opening (15) of the rotor plate (14) into the gas collection chamber (3 ) can cross
and with a gas outlet ( 8 ) extending from the gas collection chamber ( 3 ),
the device being attached to the bottom of a pulp kettle ( 19 ) in such a way that the rotor ( 10 ) is partly inside the pulp kettle.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotor ( 10 ) has a tubular, with openings ( 12 ) provided inner part ( 11 ) on which the rotor blades ( 9 ) are attached.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the radial distance of the outer edges ( 28 , 29 ) of the rotor blades ( 9 ) from the rotor axis ( 20 ) at the inlet ( 6 ) facing part ( 9 A ) of the rotor blades ( 9 ) is smaller than the part ( 9 B ) facing the outlet ( 7 ).

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the gas collection chamber ( 3 ) on the rotor shaft ( 17 ) rotor blades ( 18 ) are attached.